स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरें मुख्य ड्राइव मोटर क्यों बन जाती हैं?

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरें मुख्य ड्राइव मोटर क्यों बन जाती हैं?

इलेक्ट्रिक मोटर विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित कर सकती है, और वाहन को चलाने के लिए ट्रांसमिशन सिस्टम के माध्यम से यांत्रिक ऊर्जा को पहियों में स्थानांतरित कर सकती है।यह नई ऊर्जा वाहनों की मुख्य ड्राइव प्रणालियों में से एक है।वर्तमान में, नई ऊर्जा वाहनों में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली ड्राइव मोटरें मुख्य रूप से स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स और एसी एसिंक्रोनस मोटर्स हैं।अधिकांश नई ऊर्जा वाहन स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर का उपयोग करते हैं।प्रतिनिधि कार कंपनियों में BYD, Li Auto आदि शामिल हैं। कुछ वाहन AC एसिंक्रोनस मोटर्स का उपयोग करते हैं।इलेक्ट्रिक मोटरें टेस्ला और मर्सिडीज-बेंज जैसी कार कंपनियों का प्रतिनिधित्व करती हैं।

एक अतुल्यकालिक मोटर मुख्य रूप से एक स्थिर स्टेटर और एक घूमने वाले रोटर से बनी होती है।जब स्टेटर वाइंडिंग एसी बिजली आपूर्ति से जुड़ा होता है, तो रोटर घूमेगा और बिजली का उत्पादन करेगा।मुख्य सिद्धांत यह है कि जब स्टेटर वाइंडिंग सक्रिय होती है (प्रत्यावर्ती धारा), तो यह एक घूर्णन विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाएगी, और रोटर वाइंडिंग एक बंद कंडक्टर है जो स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र में स्टेटर की चुंबकीय प्रेरण लाइनों को लगातार काटती है।फैराडे के नियम के अनुसार, जब एक बंद कंडक्टर चुंबकीय प्रेरण लाइन को काटता है, तो एक करंट उत्पन्न होगा, और करंट एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगा।इस समय, दो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र हैं: एक बाहरी प्रत्यावर्ती धारा से जुड़ा स्टेटर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है, और दूसरा स्टेटर विद्युत चुम्बकीय प्रेरण लाइन को काटकर उत्पन्न होता है।रोटर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र।लेन्ज़ के नियम के अनुसार, प्रेरित धारा हमेशा प्रेरित धारा के कारण का विरोध करेगी, अर्थात, रोटर पर कंडक्टरों को स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र की चुंबकीय प्रेरण लाइनों को काटने से रोकने की कोशिश करेगी।परिणाम यह है: रोटर पर कंडक्टर स्टेटर के घूर्णन विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के साथ "पकड़" लेंगे, इसका मतलब है कि रोटर स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र का पीछा करता है, और अंततः मोटर घूमना शुरू कर देती है।प्रक्रिया के दौरान, रोटर की घूर्णन गति (n2) और स्टेटर की घूर्णन गति (n1) समन्वय से बाहर हो जाती है (गति अंतर लगभग 2-6% है)।इसलिए, इसे एसिंक्रोनस एसी मोटर कहा जाता है।इसके विपरीत, यदि घूर्णन गति समान हो तो इसे सिंक्रोनस मोटर कहा जाता है।

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर भी एक प्रकार की AC मोटर है।इसका रोटर स्थायी चुम्बकों के साथ स्टील से बना है।जब मोटर काम कर रही होती है, तो स्टेटर रोटर को घूमने के लिए प्रेरित करने के लिए एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए सक्रिय होता है।"सिंक्रनाइज़ेशन" का अर्थ है कि स्थिर-अवस्था संचालन के दौरान रोटर की घूर्णन गति चुंबकीय क्षेत्र की घूर्णन गति के साथ सिंक्रनाइज़ होती है।स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स में उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात होता है, आकार में छोटा होता है, वजन में हल्का होता है, बड़ा आउटपुट टॉर्क होता है, और उत्कृष्ट सीमा गति और ब्रेकिंग प्रदर्शन होता है।इसलिए, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर आज सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला इलेक्ट्रिक वाहन बन गया है।विद्युत मोटर का.हालाँकि, जब स्थायी चुंबक सामग्री कंपन, उच्च तापमान और अधिभार धारा के अधीन होती है, तो इसकी चुंबकीय पारगम्यता कम हो सकती है, या विचुंबकीकरण हो सकता है, जिससे स्थायी चुंबक मोटर का प्रदर्शन कम हो सकता है।इसके अलावा, दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स दुर्लभ पृथ्वी सामग्री का उपयोग करते हैं, और विनिर्माण लागत स्थिर नहीं है।

स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स की तुलना में, एसिंक्रोनस मोटर्स को काम करते समय उत्तेजना के लिए विद्युत ऊर्जा को अवशोषित करने की आवश्यकता होती है, जो विद्युत ऊर्जा की खपत करेगी और मोटर की दक्षता को कम करेगी।स्थायी चुम्बकों के शामिल होने के कारण स्थायी चुम्बक मोटरें अधिक महंगी होती हैं।

जो मॉडल एसी एसिंक्रोनस मोटर चुनते हैं, वे प्रदर्शन को प्राथमिकता देते हैं और उच्च गति पर एसी एसिंक्रोनस मोटर के प्रदर्शन आउटपुट और दक्षता लाभ का लाभ उठाते हैं।प्रतिनिधि मॉडल प्रारंभिक मॉडल एस है। मुख्य विशेषताएं: जब कार उच्च गति पर चलती है, तो यह उच्च गति संचालन और विद्युत ऊर्जा का कुशल उपयोग बनाए रख सकती है, अधिकतम बिजली उत्पादन बनाए रखते हुए ऊर्जा खपत को कम कर सकती है;

जो मॉडल स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स का चयन करते हैं, वे ऊर्जा की खपत को प्राथमिकता देते हैं और कम गति पर स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स के प्रदर्शन आउटपुट और कुशल संचालन का उपयोग करते हैं, जिससे वे छोटी और मध्यम आकार की कारों के लिए उपयुक्त हो जाते हैं।इसकी विशेषताएं छोटा आकार, हल्का वजन और विस्तारित बैटरी जीवन हैं।साथ ही, इसमें गति विनियमन प्रदर्शन अच्छा है और बार-बार शुरू होने, रुकने, त्वरण और मंदी का सामना करने पर उच्च दक्षता बनाए रख सकता है।

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स हावी हैं।उन्नत उद्योग अनुसंधान संस्थान (जीजीआईआई) द्वारा जारी "नई ऊर्जा वाहन उद्योग श्रृंखला मासिक डेटाबेस" के आंकड़ों के अनुसार, जनवरी से अगस्त 2022 तक नई ऊर्जा वाहन ड्राइव मोटर्स की घरेलू स्थापित क्षमता लगभग 3.478 मिलियन यूनिट थी, एक वर्ष पर -वर्ष 101% की वृद्धि।उनमें से, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स की स्थापित क्षमता 3.329 मिलियन यूनिट थी, जो साल-दर-साल 106% की वृद्धि थी;एसी एसिंक्रोनस मोटर्स की स्थापित क्षमता 1.295 मिलियन यूनिट थी, जो साल-दर-साल 22% की वृद्धि है।

शुद्ध इलेक्ट्रिक यात्री कार बाजार में स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटरें मुख्य ड्राइव मोटर बन गई हैं।

देश और विदेश में मुख्यधारा के मॉडलों के लिए मोटरों के चयन को देखते हुए, घरेलू SAIC मोटर, जीली ऑटोमोबाइल, गुआंगज़ौ ऑटोमोबाइल, BAIC मोटर, डेन्ज़ा मोटर्स, आदि द्वारा लॉन्च किए गए नए ऊर्जा वाहन सभी स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स का उपयोग करते हैं।स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स का उपयोग मुख्य रूप से चीन में किया जाता है।पहला, क्योंकि स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स में कम गति का अच्छा प्रदर्शन और उच्च रूपांतरण दक्षता होती है, जो शहरी यातायात में बार-बार शुरू होने और रुकने के साथ जटिल कामकाजी परिस्थितियों के लिए बहुत उपयुक्त हैं।दूसरा, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटरों में नियोडिमियम लौह बोरॉन स्थायी चुंबक के कारण।सामग्रियों के लिए दुर्लभ पृथ्वी संसाधनों के उपयोग की आवश्यकता होती है, और मेरे देश में दुनिया के 70% दुर्लभ पृथ्वी संसाधन हैं, और एनडीएफईबी चुंबकीय सामग्रियों का कुल उत्पादन दुनिया के 80% तक पहुंचता है, इसलिए चीन स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स का उपयोग करने के लिए अधिक उत्सुक है।

विदेशी टेस्ला और बीएमडब्ल्यू सहयोगात्मक रूप से विकसित करने के लिए स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स और एसी एसिंक्रोनस मोटर्स का उपयोग करते हैं।अनुप्रयोग संरचना के दृष्टिकोण से, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर नई ऊर्जा वाहनों के लिए मुख्यधारा की पसंद है।

स्थायी चुंबक सामग्री की लागत स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स की लागत का लगभग 30% है।स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स के निर्माण के लिए कच्चे माल में मुख्य रूप से नियोडिमियम आयरन बोरॉन, सिलिकॉन स्टील शीट, तांबा और एल्यूमीनियम शामिल हैं।उनमें से, स्थायी चुंबक सामग्री नियोडिमियम आयरन बोरॉन का उपयोग मुख्य रूप से रोटर स्थायी चुंबक बनाने के लिए किया जाता है, और लागत संरचना लगभग 30% है;सिलिकॉन स्टील शीट का उपयोग मुख्य रूप से अनुकूलित बनाने के लिए किया जाता है रोटर कोर की लागत संरचना लगभग 20% है;स्टेटर वाइंडिंग की लागत संरचना लगभग 15% है;मोटर शाफ्ट की लागत संरचना लगभग 5% है;और मोटर शेल की लागत संरचना लगभग 15% है।

क्यों हैंओएसजी स्थायी चुंबक मोटर्स स्क्रू एयर कंप्रेसरअधिक कुशल?

स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर मुख्य रूप से स्टेटर, रोटर और शेल घटकों से बनी होती है।सामान्य एसी मोटरों की तरह, स्टेटर कोर में एक लेमिनेटेड संरचना होती है जो मोटर चलने पर एड़ी करंट और हिस्टैरिसीस प्रभावों के कारण लोहे के नुकसान को कम करती है;वाइंडिंग्स भी आमतौर पर तीन-चरण सममित संरचनाएं होती हैं, लेकिन पैरामीटर चयन काफी अलग होता है।रोटर भाग के विभिन्न रूप होते हैं, जिसमें एक प्रारंभिक गिलहरी पिंजरे के साथ एक स्थायी चुंबक रोटर और एक एम्बेडेड या सतह पर लगे शुद्ध स्थायी चुंबक रोटर शामिल हैं।रोटर कोर को ठोस संरचना में बनाया जा सकता है या लेमिनेट किया जा सकता है।रोटर स्थायी चुंबक सामग्री से सुसज्जित है, जिसे आमतौर पर चुंबक कहा जाता है।

स्थायी चुंबक मोटर के सामान्य संचालन के तहत, रोटर और स्टेटर चुंबकीय क्षेत्र एक तुल्यकालिक स्थिति में होते हैं।रोटर भाग में कोई प्रेरित धारा नहीं है, और कोई रोटर तांबे की हानि, हिस्टैरिसीस, या एड़ी धारा हानि नहीं है।रोटर हानि और हीटिंग की समस्या पर विचार करने की कोई आवश्यकता नहीं है।आम तौर पर, स्थायी चुंबक मोटर एक विशेष आवृत्ति कनवर्टर द्वारा संचालित होती है और स्वाभाविक रूप से इसमें सॉफ्ट स्टार्ट फ़ंक्शन होता है।इसके अलावा, स्थायी चुंबक मोटर एक तुल्यकालिक मोटर है, जिसमें उत्तेजना की तीव्रता के माध्यम से पावर फैक्टर को समायोजित करने की विशेषता होती है, इसलिए पावर फैक्टर को एक निर्दिष्ट मूल्य पर डिज़ाइन किया जा सकता है।

शुरुआती दृष्टिकोण से, इस तथ्य के कारण कि स्थायी चुंबक मोटर एक चर आवृत्ति बिजली आपूर्ति या एक सहायक इन्वर्टर द्वारा शुरू की जाती है, स्थायी चुंबक मोटर की शुरुआती प्रक्रिया बहुत आसान है;यह एक वैरिएबल फ़्रीक्वेंसी मोटर की शुरुआत के समान है, और साधारण केज एसिंक्रोनस मोटर्स की शुरुआती दोषों से बचा जाता है।

संक्षेप में, स्थायी चुंबक मोटर्स की दक्षता और शक्ति कारक बहुत अधिक तक पहुंच सकते हैं, संरचना बहुत सरल है, और बाजार पिछले दस वर्षों में बहुत गर्म रहा है।

हालाँकि, उत्तेजना विफलता का नुकसान स्थायी चुंबक मोटर्स में एक अपरिहार्य समस्या है।जब करंट बहुत बड़ा होता है या तापमान बहुत अधिक होता है, तो मोटर वाइंडिंग का तापमान तुरंत बढ़ जाएगा, करंट तेजी से बढ़ जाएगा, और स्थायी चुंबक तेजी से उत्तेजना खो देंगे।स्थायी चुंबक मोटर नियंत्रण में, मोटर स्टेटर वाइंडिंग के जलने की समस्या से बचने के लिए एक ओवर-करंट सुरक्षा उपकरण स्थापित किया जाता है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप उत्तेजना का नुकसान और उपकरण बंद होना अपरिहार्य है।